Bài 15. Cacbon

Chương 3: cacbon - silic
Tiết 23: Cacbon
Cacbon được con người biết đến từ rất sớm
Khi con người biết cách làm ra lửa và giữ lửa thì cacbon luôn là người bạn đồng hành
Cacbon cũng là nguyên tố đặc biệt trong bảng tuần hoàn. Nó có khả năng tạo rất nhiều hợp chất, đa dạng về thành phần, tính chất và cấu tạo.
I. Vị trí và cấu hình electron nguyên tử
Xác định số oxi hoá của C trong các chất sau:
CH4, Al4C3, C, CO, CO2, CaCO3.
Từ đó cho biết cacbon có các số oxi hóa phổ biến nào?

CH4 C CO CO2
Al4C3 CaCO3
+4
+4
- 4
- 4
0
+2
Các số oxi hóa phổ biến của C là:
-4, 0 , +2 , +4
O2 và O3
P tr¾ng vµ P ®á
II. Tính chất vật lí
Nguyên tố C có 1 số dạng thù hình:
Kim cương
Than chì
Fuleren
Cấu tạo và tính chất vật lí của chúng khác nhau như thế nào?
Phiếu học tập số 1
Hãy ghép các thông tin trong 2 bảng sau sao cho phù hợp:
Bảng 2:
Bảng 1:
E
A
C
D
F
B
Ngoài ra còn có Cacbon vô định hình
(C được điều chế nhân tạo như than gỗ, than xương, than muội.)
Gồm các tinh thể rất nhỏ, có cấu trúc vô trật tự
Cacbon
Kim cương
Than chì
Fuleren
Cacbon vô định hình
Bền nhất
kém bền nhất
Câu 1: Trong các phản ứng oxi hóa - khử, Cacbon đơn chất có tính chất nào sau đây:
A). Chỉ có tính oxi hóa
B). Chỉ có tính khử
C). Có tính khử hoặc tính oxi hóa
D). Có tính axit
Tuy nhiên tính khử vẫn là tính chất chủ yếu của C
C
III. Tính chất hóa học
1). Tính khử
a). Tác dụng với O2
Câu 2: Khi đốt than khí nào sau đây làm cho ta khó thở, gây đau đầu, chóng mặt?
A). O2 B). CO
C). N2 D). CH4
B
C + O2 ? CO2
t0
C + O2 ? CO2
C + CO2? 2CO
0
+2
Nên sử dụng bếp than ở nơi thoáng khí (dư O2) để hạn chế khí CO tạo ra.
0
+4
C
C
0
+2
C
+4
Tính khử
t0
t0
b). Tác dụng với hợp chất
C + 4HNO3 đ ? CO2 + 4NO2 + 2 H20
0
+4
3C + 2KClO3 ? 2 KCl + 3CO2
to
to
+4
0
Nâu đỏ
C + KClO3 ? ?
to
C + HNO3 đ ?
to
C có tính khử
2). Tính oxi hóa
C + 2H2 ? CH4
b). Tác dụng với kim loại:
a). Tác dụng với H2 :
3C + 4 Al ? Al4C3
0
- 4
- 4
0
t0, xt
t0
C
C
0
-4
C + H2 ? ?
t0, xt
C + Al ? ?
t0
Nhôm Cacbua
Metan
Kết luận
* Cacbon thể hiện tính khử ở nhiệt độ cao là chủ yếu
* Cacbon là phi kim có tính oxi hóa yếu, tác dụng với H2 và kim loại trong điều kiện khó khăn (nhiệt độ cao, xúc tác).
Vậy Cacbon có những ứng dụng gì trong thực tiễn ?
IV. ứng dụng
Câu 3: Loại than nào sau đây được sử dụng làm chất khử trong luyện kim (để luyện kim loại từ quặng)?
A). Than chì B). Than cốc
C). Than gỗ D). Than hoạt tính
B
Kim cương
Đồ trang sức
Dao cắt kính thuỷ tinh
Mũi khoan, bột mài
Than chì
Làm nồi để nấu chảy các hợp kim chịu nhiệt, chế tạo chất bôi trơn
Fuleren
Màng nano C60 bền hơn thép
Là vật liệu dẫn nhiệt tốt nhất.
Có khả năng mang dòng diện lớn
Bộ phận tản nhiệt
Thiết bị chống sét
Than gỗ
Thuốc nổ đen( thuốc nổ có khói): 75%KNO3 , 10%S và 15%C
than hoạt tính
Do có khả năng hấp phụ mạnh
Nệm than hoạt tính
Mặt nạ phòng độc
Công nghiệp hóa chất
Than muội
Dùng làm chất độn cao su, mực in, xi đánh giày
V. Trạng thái tự nhiên
Cõu 4: Cacbon tự do gần như tinh khiết tồn tại ở dạng nào sau đây?
A). Đolomit
B). Tế bào động thực vật
C). Kim cương và than chì
D). Dầu mỏ và khí thiên nhiên
C
Cacbon
Cacbon tự do
Khoáng vật
Than mỏ
Dầu mỏ và khí thiên nhiên
Kim cương
Than chì
Canxit ( CaCO3)
Magiezit(MgCO3)
Đolomit(CaCO3.MgCO3)
Than antraxit, than mỡ, than nâu, than bùn
Chúng khác nhau về tuổi địa chất và hàm lượng C
* Hợp chất của C là thành phần cơ sở của các tế bào động thực vật, nên có vai trò rất lớn đối với sự sống
Khai thác than từ các mỏ than
Than đá
Nhà máy nhiệt điện Phả Lại
Nước ta có mỏ than antraxit lớn ở Quảng Ninh(Hà Lầm, Hà Tu, Uông Bí, Vàng Danh, Mạo Khê.), 1 số mỏ than nhỏ hơn ở Thanh Hóa(Yên Duyệt), Nghệ An(Khe Bố), Quảng Nam(Nông Sơn).
VI. Điều chế
Than chì
Kim cương nhân tạo
20000C, 50-100 nghìn atm
Xt( Fe, Cr, Ni )
?
Sản phẩm thu được là:
Kim cương nhân tạo B. Than cốc
C. Than gỗ D. Than muội
A
Than cốc
Than chì nhân tạo
2500-30000C
Lò điện, không có KK
Than mỡ
Than cốc
10000C
Lò cốc, không có KK
Gỗ
Than gỗ
Đốt, thiếu O2
CH4
C muội + 2H2
t0C , xt
Tổng kết bài học
A). 2C + Ca ? CaC2
B). C + 2H2 ? CH4
C). C + 2CuO ? Cu + CO2
D). 3C + 4Al ? Al4C3
C
o
+4
o
o
o
-4
-4
-4
1) Tính khử của Cacbon thể hiện ở phản ứng nào trong các phản ứng sau?
A). C + O2 ? CO2
B). C + 2H2 ? CH4
C). C + CO2 ? 2CO
D). C + H2O ? CO + H2
B
o
- 4
o
o
o
+2
+4
+2
2) Tính oxi hóa của Cacbon thể hiện ở phản ứng nào trong các phản ứng sau?
A). O2, Cl2, Fe2O3 , CaO, Au
B). Pt, H2, Al2O3, S, CO2
C). Al, H2SO4 loãng, MgO, S, O2
D). O2, H2, KClO3 , Fe2O3, Ca
D
3) Cacbon có thể phản ứng với tất cả các chất trong dãy nào sau đây?
4) Hãy ghép các ứng dụng ở cột (II) cho phù hợp với các dạng thù hình của Cacbon ở cột (I)
F
D
C
B
A
Câu hỏi và Bài tập về nhà
Bài 1,2,3,4,5 trang 70 SGK
Giải thích vì sao: C là nguyên tố có nhiều hợp chất nhất trong tự nhiên?
Các hợp chất của C có những tính chất gì?